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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112441573A(43)申请公布日2021.03.05(21)申请号201910829058.X(22)申请日2019.09.03(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号(72)发明人封伟周日新李瑀冯奕钰彭聪(74)专利代理机构天津创智天诚知识产权代理事务所(普通合伙)12214代理人王秀奎张静(51)Int.Cl.C01B32/00(2017.01)C01B32/05(2017.01)C01B32/10(2017.01)H01M4/587(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种氟掺杂硬碳材料的制备方法及其应用(57)摘要本发明提供一种氟掺杂硬碳材料的制备方法及其应用,将梧桐树皮置于管式炉中,通入保护气体,700-1200℃下碳化4-6h,即得到硬碳材料;把硬碳材料置于80-150℃的真空干燥箱中,并在真空干燥箱底部放入干燥剂,以对硬碳材料进行有效的烘干干燥作业,干燥3-9h后取出,即得到干燥后的硬碳材料;将干燥后的硬碳材料置于反应器中并将该反应器抽至真空,待反应器升温到40-220℃后保温20-150min,然后再向抽至真空的反应器中通入氟气或者是氟气和惰性气体的混合气至-0.06-0Mpa,反应0.5-5h后,即得到氟掺杂硬碳材料。本方法操作简单,原料来源广,成本低,产量高,得到的氟掺杂硬碳材料的比容量和循环性能以及倍率性能都有所提升,价格低廉,性能优良,应用前景广阔。CN112441573ACN112441573A权利要求书1/1页1.一种氟掺杂硬碳材料的制备方法,其特征在于:按照下述步骤进行:步骤1,将梧桐树皮置于管式炉中,通入保护气体,700-1200℃下碳化4-6h,即得到硬碳材料;步骤2,把步骤1中制备得到的硬碳材料置于80-150℃的真空干燥箱中,并在真空干燥箱底部放入干燥剂,以对硬碳材料进行有效的烘干干燥作业,干燥3-9h后取出,即得到干燥后的硬碳材料;步骤3,将步骤2中得到的干燥后的硬碳材料置于反应器中并将该反应器抽至真空,待反应器升温到40-220℃后保温20-150min,然后再向抽至真空的反应器中通入氟气或者是氟气和惰性气体的混合气至-0.06-0Mpa,反应0.5-5h后,即得到氟掺杂硬碳材料,其中,混合气中氟气的体积比例为10-60%。2.根据权利要求1所述的一种氟掺杂硬碳材料的制备方法,其特征在于:在步骤1中,保护气体采用氮气、氦气和氩气中的一种。3.根据权利要求1所述的一种氟掺杂硬碳材料的制备方法,其特征在于:在步骤1中,碳化温度为800-1100℃,碳化时间为5-6h。4.根据权利要求1所述的一种氟掺杂硬碳材料的制备方法,其特征在于:在步骤2中,真空干燥温度为90-120℃,真空干燥时间为4-8h,干燥剂选用无水五氧化二磷、分子筛和活性炭中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的一种氟掺杂硬碳材料的制备方法,其特征在于:在步骤3中,惰性气体采用氮气、氦气和氩气中的一种,混合气中,氟气的体积比例为20-50%。6.根据权利要求1所述的一种氟掺杂硬碳材料的制备方法,其特征在于:在步骤3中,升温温度为50-200℃,保温时间为30-120min。7.根据权利要求1所述的一种氟掺杂硬碳材料的制备方法,其特征在于:在步骤3中,向抽至真空的反应器中通入氟气或者是氟气和惰性气体的混合气至-0.05-0Mpa,反应1-4h。8.根据权利要求1-7任一所述的一种氟掺杂硬碳材料的制备方法在钠离子电池负极材料上的应用。9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于:氟掺杂硬碳材料的晶面间距大于硬碳材料,增大的层间距有利于钠离子的嵌入和脱出。2CN112441573A说明书1/3页一种氟掺杂硬碳材料的制备方法及其应用技术领域[0001]本发明涉及碳复合材料技术领域,更具体地说涉及一种氟掺杂硬碳材料的制备方法及其应用。背景技术[0002]锂离子电池自发明以来,良好的容量和倍率性能,使其几乎占据了电池领域的整个江山,但是锂金属在地球的含量不如钠丰富,地球遍布的海水资源里有大量的氯化钠,电解熔融氯化钠可以得到金属钠,从而解决了因为金属锂价格昂贵带来的锂离子电池价格高升不降的问题。但是钠离子半径比锂离子大,传统的锂离子电池负极材料石墨的层间距较小,不足以容纳大量的钠离子,限制了石墨负极钠离子电池的比容量,钠离子的嵌入脱出也受到影响,倍率性能也下降很多,所以,必须找到与钠离子半径相当的层状材料来满足这一要求。[0003]目前研究者们很多将自己的研究兴趣放在生物质衍生的硬碳材料上,自然界储量丰富的含碳有机物提供了大量的碳源,从坚果壳到柚子皮香蕉皮再到海带,形形色色